USB Gadget とは？

コンピュータがあたかも USB デバイスであるかのように振る舞うしくみです。

Why USB Gadget?

インターネットに接続可能なPCと Brain を接続するだけで Brain からインターネットに出たり、PCと Brain で双方向に SSH したりできます。電池切れの心配もありません。

USB コントローラの動作モードを変更する

初期状態では Brain の USB コントローラはホストとして動作するため、このままではデバイスになることができません。コントローラの動作モードを切り替える方法には、brain-config というツールを使う方法と手動でデバイスツリーを書き換える方法があります。

方法A. brain-config で変更する

brain-config による動作モードの切り替え方法については brain-config のページを参照してください。

方法B. 手動で変更する

手動で変更するには、以下の手順に従ってください。

SDカードの第1パーティションを/bootにマウントします
```
sudo mount /dev/mmcblk1p1 /boot
```
元のdtsをバックアップします

{デバイスツリー名}の箇所は、対応機種の表でお使いの機種を探して、対応する「デバイスツリー名」列の文字列で置き換えてください。（例:PW-SH5→imx28-pwsh5.dtb）
```
sudo cp /boot/{デバイスツリー名}.dtb /boot/{デバイスツリー名}.dtb.orig
```

dtbファイルをテキスト形式に変換します

dtc -I dtb -O dts /boot/{デバイスツリー名}.dtb > dts 2> /dev/null

設定を書き換えます

nano dts

usb@80080000ノードの中からdr_mode = "host"の箇所を探し、dr_mode = "peripheral"に書き換えます。スペルに注意しましょう。

書き換え後は以下のようになります。

usb@80080000 {
        compatible = "fsl,imx28-usb\0fsl,imx27-usb";
        reg = < 0x80080000 0x10000 >;
        interrupts = < 0x5d >;
        clocks = < 0x03 0x3c >;
        fsl,usbphy = < 0x1f >;
        status = "okay";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = < 0x20 >;
        vbus-supply = < 0x21 >;
-       dr_mode = "host";
+       dr_mode = "peripheral";
};

書き換えたら保存してエディタを終了します。Ctrl+Oの次にEnterを押して保存して、Ctrl+Xで終了します。

編集したものをバイナリ形式に変換します

dtc -I dts -O dtb dts > dtb 2> /dev/null

sudo mv dtb /boot/{デバイスツリー名}.dtb

SDカードの第1パーティションアンマウントします
```
sudo umount /boot
```
再起動します
```
sudo reboot
```

1〜3の手順をまとめると以下のようになります。

sudo mount /dev/mmcblk1p1 /boot
sudo cp /boot/{デバイスツリー名}.dtb /boot/{デバイスツリー名}.dtb.orig
dtc -I dtb -O dts /boot/{デバイスツリー名}.dtb > dts 2> /dev/null

5〜7の手順をまとめると以下のようになります。

dtc -I dts -O dtb dts > dtb 2> /dev/null
sudo mv dtb /boot/{デバイスツリー名}.dtb
sudo umount /boot
sudo reboot

Brain に Ethernet Gadget を喋らせる

sysfs のファイル操作により Ethernet Gadget を有効化します。 Brainux バージョン 2023-07-29-024604 以降では有効化処理が起動時に自動で実行されます。もし手動で有効化したい場合は以下の手順を参照してください。

以下のスクリプトを vi や nano でホームディレクトリに保存します

#!/bin/sh

g=/sys/kernel/config/usb_gadget/eth

mkdir ${g}

mkdir ${g}/functions/rndis.rn0
echo "8a:15:8b:44:3a:02" > ${g}/functions/rndis.rn0/dev_addr
echo "8a:15:8b:44:3a:01" > ${g}/functions/rndis.rn0/host_addr

mkdir ${g}/configs/c.1
ln -s ${g}/functions/rndis.rn0 ${g}/configs/c.1/

echo "ci_hdrc.0" > ${g}/UDC

sleep 1
ifconfig usb0 up
sleep 1
dhclient

スクリプトに実行属性を付けます

ここではスクリプト名を gadget.sh としています。1. で保存した名前に置き換えてください。
```
chmod +x gadget.sh
```
実行します

次回起動時からはこのスクリプトを都度実行します。
```
sudo ./gadget.sh
```

PC 側の対応作業

Windows / Mac / Linux すべてで利用可能です。

Windows 10 / 11 の設定

上記「USB コントローラの動作モードを変更する」を参照して、動作モードを Peripheral に変更します
Windows と Brain を USB ケーブルで接続し、デバイスマネージャで認識されていることを確認します

「ほかのデバイス」グループの「RNDIS」が Brain に当たります。
「RNDIS」を右クリックしてコンテキストメニューを表示し、「ドライバーの更新」を選択します
「ドライバーの検索方法」ダイアログで、「コンピューターを参照してドライバを検索」を選択します
「共通ハードウェアの種類」から、「ネットワークアダプター」を選択します
製造元は「Microsoft」を選び、モデルに「リモート NDIS 互換デバイス」を選択します。「次へ」を選択するとドライバのインストールが始まるので、以降は画面上の指示に従います
「ネットワーク接続」からアダプターの設定を変更します

設定から「ネットワークとインターネット」を開き、「ネットワークの詳細設定」グループにある「アダプターのオプションを変更する」を選択します (Windows 10)
設定から「ネットワークとインターネット」を開き、「ネットワークの詳細設定」を選択し、「ネットワークアダプターオプションの詳細」を選択します (Windows 11)

Windows がインターネットの接続に使用しているアダプタ（Wi-Fi / イーサネット）を選択し「プロパティ」を開きます
「共有」タブから「ネットワークのほかのユーザーに、このコンピューターのインターネット接続を通しての接続を許可する」を選択し、「ホームネットワーク接続」プルダウンメニューで、Ethernet Gadget に対応するアダプタを選択します
USB ケーブルで Windows と Brain を接続し、Gadget を起動すれば、 "USB Composite Device" が認識します。この状態で Brain から Windows に ping などで接続できるか確認してください。

7.6 KiB Raw Blame History Unescape Escape